天水市某典型黄土边坡块石支护稳定性效果分析

以天水地磁013台黄土边坡为研究对象,通过现场勘测、室内强度试验确定了该边坡的土质条件及其相应的土层力学性质,根据相应规范的要求提出运用块石挡土墙对此边坡进行上下分层支护。采用强度折减理论验证了边坡施加支护后的稳定性评价。结果表明,相比未加块石支护的边坡模型,采用块石支护的边坡的安全系数达到1.41,属稳定状态;同时块石支护可以有效地减小土体的水平方向位移,并约束土体总位移向临空面滑动。     

降雨入渗条件下自嵌式挡土墙倒塌机理分析

某高校自嵌式挡土墙在暴雨入渗后多处发生坍塌,破坏形式主要表现为与挡土砌块相连的土工格栅被拉断,自嵌式挡土砌块及临近土体局部坍塌,但挡土墙后土体基本保持稳定。基于饱和-非饱和土渗流理论,分析降雨入渗情况下墙后土负孔隙水压力的分布,基于Fredlund双变量强度准则采用极限平衡法计算挡土墙稳定,结果表明:降雨入渗后回填土区域负孔隙水压力明显降低且分布较均匀,整体稳定满足要求。为分析局部坍塌原因,现场取样试验得出降雨前后墙后土体总应力强度进行有限元分析,结果表明:砌筑过程中土工格栅在自嵌式挡土砌块与砾石交界处会产生弯折,降雨入渗对土体的软化增大了格栅弯折程度及内力,在弯折段土工格栅处于复合受力状态,复合受力状态下土工格栅的抗拉强度远小于其极限抗拉强度,是导致与挡土砌块相连处格栅被拉断及临近土体局部坍塌的主要原因,设计时应特别引起重视。     

考虑墙壁摩擦影响的挡土墙主动土压力非线性分布研究

挡土墙背土压力的大小与分布是挡土墙设计的普遍关心的问题。由于边界条件、墙背摩擦等的影响,墙背土压力呈现非线性分布特征。而现有几种考虑土拱效应的土压力计算方法,其准确性有待验证。利用开发的挡土墙土压力试验装置,配合椭圆钢棒相似土进行了二维可视化模型试验。采用钢棒相似土配合载荷计测试的方法,精确测量土压力变化,解决了土压力盒测试侧向土压力往往存在较大误差的问题。对静止条件和主动平移模式两种情况下的土压力分布进行了模拟与实测,并与应用现有几种理论方法的计算结果进行对比。由于墙背摩擦以及土拱效应的影响,静止和主动土压力均呈非线性分布,静止土压力实测值小于理论值,实测主动土压力值与Paik法数据吻合较好。由于受墙壁摩擦影响,墙后滑移面倾角小于理论破裂面倾角,且墙壁摩擦引起的应力偏转导致弧形滑移面的发展。     

重力式挡土墙抗滑稳定容许安全系数取值标准初探

我国水工挡土墙设计规范中规定稳定性验算采用以安全系数为度量指标,给定的安全系数允许值范围在1.20～1.35之间,低于国外规范的取值。采用可靠度分析方法,建立目标可靠指标与安全系数之间的定量关系。通过分析计算确认安全系数满足对数正态分布。对一个目标可靠指标为3.2的特例获得其安全系数在1.43～1.55之间的结论。根据前期提出的相对安全率指标判据提出了安全系数满足对数正态条件下的计算公式。使用这一判据,论证了将这一特例扩展到不同墙体几何参数和强度指标参数情况时这一可靠指标和安全系数关系的普遍适用性。提出的安全系数取值标定方法和相应成果可供规范修订工作参考。     

基于统一强度理论的锚杆挡土墙可靠度分析

将基于统一强度理论的岩土材料参数c、φ值引入到锚杆的抗拔力及规范推荐的粘性土广义库伦土压力中,以此建立锚杆挡土墙的功能函数。考虑岩土参数全部为正态分布与对数正态分布的两种情况,分别采用设计验算点法和JC法对一工程实例编制了考虑中主应力影响的可靠度计算程序。计算结果表明:锚杆挡土墙的可靠指标随中主应力影响系数b的增大而增大,且参数变异系数越小,增量越大;参数为对数正态分布的可靠指标比参数为正态分布时大,且两者的差量随b的增大而增大。     

石笼挡土墙的颗粒离散元细观力学模拟研究

针对在施工过程中,石笼挡土墙墙面位移的发展、墙背填土中土应力的变化的问题,从细观层面,采用基于离散单元法的颗粒流程序,通过多组试件的模拟压缩试验,确定了填土、填石、石笼等材料合理的力学参数值,以工程中的实体石笼挡土墙为原型,建立了墙背阶梯式石笼挡土墙数值模拟模型。通过在填土表面施加均布荷载,研究了挡土墙的力学行为。模拟结果显示：填土中的水平应力随深度的增加对均布荷载的敏感性降低,填土深度越浅,应力值越早得到增加,增加幅度越大,这主要是由于石笼挡土墙上部发生了较大的位移,均布荷载的作用大部分消耗在上层填土中,仅有小部分能量传递到较深填土;石笼挡土墙变形主要发生在填土阶段,应加强石笼挡土墙填土阶段的施工管理;无论是在填土阶段,还是均布荷载作用阶段,石笼挡土墙墙面的位移值均是中上部较大,下部较小。由此可推断,墙背阶梯式石笼挡土墙的破坏形式为倾覆式。     

双向土钉锚喷技术在重力式挡墙设计中的应用研究

将土钉锚喷技术应用到重力式挡墙的结构施工中,形成双向土钉锚喷重力挡土墙。以北京某奥运室外地下雨水收集池基坑支护工程为例,对它的设计原理、稳定性计算以及使用范围进行了详细说明,特别是对该方法在挡土墙加固方面的设计及施工方法进行了全面阐述。工程实践证明,该方法具有安全性大,施工效牢高,费用低的特点。     

不同隶属函数对地下连续墙模糊可靠度影响的分析

虽然有学者已经将模糊可靠度的概念引入到了岩土工程结构可靠性分析中,但是仍然存在一些有待解决的问题,其中可靠度计算时隶属函数依据什么样的标准进行选取尤为重要,因为隶属函数的选取作为一个先决条件,其对可靠度计算结果有着直接的影响,隶属函数选取不同,计算结果有可能存在明显的差异。针对这种现状进行了研究,分别选取了3种具有代表性的隶属函数：降半梯形分布、二次抛物线分布以及岭形分布,从理论上推导出三者对模糊可靠度的计算结果的影响差异,通过比较分析得出计算地下连续墙模糊可靠度时隶属函数选取的一般原则。通过一个工程实例进行了验证计算,计算结果与理论分析结果相吻合。     

抗拔锚杆在超高挡土墙中的加筋作用研究

通过在超高挡土墙中安装水平抗拔锚杆和抗滑块,从而降低挡土墙的截面积。这种加筋方式可以有效地减轻主动土压力。当布置不同形式的抗拔锚杆和抗滑块时,墙后土体应力分布产生大幅的影响,对其水平应力和水平位移进行了数值分析。根据某工程实际情况,计算得出挡土墙背部土体在不同工况下的水平方向应力和位移大小,以验证其安全性,达到减少土体压力的目的。结果表明,在超高挡土墙中,采用3层抗拔锚杆和每层抗拔锚杆上安装2个抗滑块的加筋方式,对挡土墙墙后土体的预加固,增加墙后土体的自身稳定性,削减墙后土体对挡墙的土压力,可以获得最佳的加筋效果。     

挡土墙主动土压力分布与侧压力系数

采用库仑土压力理论的假设：挡土墙土压力是由墙后填土在极限平衡状态下出现的滑动楔体产生,在该滑动楔体上沿竖向取水平薄层作为微分单元体,通过作用在单元体上的水平力、竖向力和力矩平衡条件,建立挡土墙上土压力强度的一阶微分方程式,给出了土侧压力系数、土压力强度、土压力合力和土压力合力作用点高度的理论公式,并分析了填土内摩擦角和墙背摩擦角对土侧压力系数、土压力强度、土压力合力、土压力合力作用点和墙底抗倾稳定性的影响。